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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft Schleifmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruches
1. Ein Beispiel für eine
derartige Maschine ist in
US
17 40 551 A dargestellt und beschrieben.
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Hintergrund
der Erfindung
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Die
Erfindung findet besonders dort Anwendung, wo auf einen groben Schleifvorgang
ein Endbearbeitungs-Schleifvorgang folgt, der mit einem kleineren
Schleifrad durchgeführt
wird, dessen Durchmesser so gewählt
ist, dass ein oder mehrere konkave Bereiche in der Außenfläche des
Nockenprofils während
des Endbearbeitungs-Schleifvorgangs
durchgeführt
werden können.
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Während in
der Theorie eine Schleifscheibe mit kleinem Durchmesser für den Grob-Schleifvorgang verwendet
werden kann, ist in der Praxis die Abnutzung, der die Schleifscheibe
ausgesetzt ist, wenn sie für
einen Grob-Schleifvorgang verwendet wird, so groß, dass stets ein Schleifrad
mit möglichst großem Durchmesser
für den
Grob-Schleifvorgang eingesetzt
wird, da die normale zu erwartende Standzeit für die Schleifscheibe umso höher ist,
je größer der
Durchmesser ist.
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In
EPO 744 243 A2, die Stand der Technik nach Artikel 54(3) und (4)
EPC ist, ist eine Schleifmaschine mit ersten und zweiten Schleifscheiben
beschrieben, bei der die zweite Schleifscheibe von einem Arm getragen
wird, der durch einen Druckkolben um die Achse der ersten Schleifscheibe
schwenkbar ist.
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Beschreibung
der Erfindung
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Gemäß der Erfindung
wird eine Schleifmaschine vorgeschlagen, bei der eine erste Schleifscheibe
auf einem Schleifkopf befestigt ist, der auf ein zu schleifendes
Werkstück
zu und von diesem weg bewegbar ist, eine zweite Schleifscheibe am
einen Ende eines Armes befestigt ist, dessen anderes Ende an dem
Schleifkopf schwenkbar um eine Achse parallel zur Rotationsachse
des ersten Schleifrades befestigt ist, wobei die erste Schleifscheibe
größer als
die zweite Schleifscheibe ist, und bei der eine Vorrichtung vorgesehen
ist, die den Arm aus einer oberen Parkposition in eine untere Schleifposition
verschwenkt, in der die zweite Schleifscheibe mit einer Umfangsfläche des
Werkstückes
in Eingriff kommt. Eine derartige Schleifmaschine zeichnet sich
dadurch aus, dass zum Grobschleifen und nachfolgenden Endprofil-Schleifen
eines Nockens einschließlich von
einspringenden Positionen der Arm mit dem Schleifkopf gegen die
Rückseite
der ersten Schleifscheibe schwenkbar ist, die Länge des Armes so ausgelegt
ist, dass dann, wenn die zweite Schleifscheibe die Schleifposition
einnimmt, ein Teil der zweiten Schleifscheibe sich näher dem
Werkstück
in Richtung der Bewegung des Schleifkopfes befindet als der entsprechende
Teil der ersten Schleifscheibe, derart, dass dann, wenn der Schleifkopf
gegen das Werkstück
vorgeschoben wird, um einen Schleifvorgang unter Verwendung der
zweiten Schleifscheibe durchzuführen,
die erste Schleifscheibe im Abstand von dem Werkstück gehalten
wird.
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Bei
dieser bevorzugten Ausführungsform
ist eine seitliche Verschiebung des Schleifscheibenkopfes erforderlich,
um die zweite Schleifscheibe mit dem gleichen Teil des Werkstückes auszurichten, das
durch die erste, größere Schleifscheibe
beaufschlagt war, bevor die zweite Schleifscheibe eingesetzt wird.
Alternative Anordnungen lösen
dieses spezielle Problem.
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Bei
der ersten Variante wird ein langer Arm so angeordnet, dass die
zweite Schleifscheibe zwischen der ersten Schleifscheibe und dem
Werkstück positioniert
ist, wobei die beiden Schleifscheiben in der gleichen Ebene liegen,
so dass dann, wenn der Schleifkopf anschließend auf das Werkstück zu verschoben
wird, es sich um den gleichen Teil des Werkstückes handelt, der von der zweiten
Schleifscheibe beaufschlagt wird, wie er von der ersten Schleifscheibe
beaufschlagt worden ist.
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Bei
einer zweiten Variante ist der Arm noch länger ausgeführt und ist auch so angeordnet,
dass er die zweite Schleifscheibe in der gleichen Ebene wie die
erste Schleifscheibe positioniert; wegen der größeren Armlänge hat der Arm jedoch eine
so große Länge, dass
die zweite Schleifscheibe auf der entgegengesetzten Seite des Werkstückes in
bezug auf die der ersten Schleifscheibe positioniert wird, und ein
ausreichend großer
Abstand zwischen den beiden Schleifscheiben vorgesehen wird, dass
das Werkstück
rotieren kann, und dass der Schleifkopf sich in bekannter Weise
so bewegen kann, dass ein Kontakt zwischen dem Werkstück und einer
der Schleifscheiben aufrecht erhalten wird, ohne dass das Werkstück in Eingriff
mit der anderen Schleifscheibe kommt, während eine der Schleifscheiben einen
Schleifvorgang durchführt
und dann umgekehrt, während
die andere Schleifscheibe den Schleifvorgang vornimmt.
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Bei
einer Modifizierung der vorstehend beschriebenen zweiten Variante
ist die zweite Schleifscheibe in ihrer Position über dem Werkstück angeordnet,
bevor die erste Schleifscheibe vorgeschoben wird, und es wird ein
Grob-Schleifvorgang durchgeführt;
durch geeignete Bewegung des Schleifkopfes kommt die eine oder die
andere der Schleifscheiben in Eingriff mit dem Werkstück.
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Der
Arm, der die zweite Schleifscheibe aufnimmt, kann selbst auf einer
Gleitbahn auf dem Schleifkopf befestigt sein, so dass er in einer
Richtung auf das Werkstück
zu und von diesem weg auf der entgegengesetzten Seite zu der beweglich
ist, die durch die erste Schleifscheibe beaufschlagt wird, und zwar
parallel zu der Gleitbewegung des Schleifkopfes. Wenn der Grob-Schleifvorgang
zu Ende geführt wird,
und bevor der Schleifkopf vollständig
zurückgezogen
wird, so dass die erste Schleifscheibe außer Eingriff mit dem Werkstück kommt,
kann das zweite Schleifrad in Eingriff mit dem Werkstück gebracht werden,
um die Oberfläche
des Werkstückes
fertig zu schleifen (und im Falle eines Nockenprofiles in das Profil
ein oder mehrere konkave Bereiche einzuführen, deren Radius kleiner
ist als der Radius der größeren Schleifscheibe).
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Nach
dem Finish-Schleifvorgang, der die zweite Schleifscheibe verwendet,
wird die Armbefestigung bewegt und der Arm so geschwenkt, dass er die
zweite Schleifscheibe von dem Werkstück löst und ermöglicht, dass das Werkstück entnommen wird.
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Wenn
eine Anzahl von Bereichen längs
eines Werkstückes
grob und fertig geschliffen werden sollen, und wenn der Durchmesser
des Werkstückes so
beschaffen ist, dass der Schleifkopf das Werkstück parallel zur Rotationsachse
des Werkstückes durchsetzen
kann, ohne dass die Schleifscheiben oder der Arm mit Zwischenabschnitten
des Werkstückes
sich gegenseitig störend
beeinflussen, kann eine schrittweise Weiterbewegung des Schleifkopfes vorgenommen
werden, damit die Schleifscheiben relativ zum Werkstück neu positioniert
werden und für ein
Grob- und Finish-Schleifen des nächsten
Bereiches bereit sind.
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Werden
die beiden Schleifscheiben in Deckung mit entweder der zweiten Schleifscheibe
zwischen der ersten Schleifscheibe und dem Werkstück, oder
mit den ersten und zweiten Schleifscheiben auf entgegengesetzten
Seiten des Werkstückes
gebracht, kann der Schwenkarm auf der einen oder der anderen Seite
der ersten Schleifscheibe angeordnet werden, und eine Spindel kann
an dem äußeren Ende
des Schwenkarmes vorgesehen werden, die die zweite Schleifscheibe
nach der Seite des Armes und in Eingriff mit der ersten Schleifscheibe
versetzt.
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Alternativ
kann der Arm so ausgebildet und geformt sein, dass er die obere
Hälfte
der ersten Schleifscheibe und ein diese Schleifscheibe umschließendes Gehäuse begrenzt,
wenn der Arm aus der Parkposition in die Schleifposition geschwenkt worden
ist.
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Andererseits
kann ein gegabelter Arm verwendet werden, bei dem die beiden Teile
auf entgegengesetzten Seiten der ersten Schleifscheibe angeordnet
sind.
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Nachstehend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung
mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
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1A und 1B Seitenansichten
einer Schleifscheibe mit großem
Durchmesser für
ein Grobschleifen des Profils eines Nockens und einer Schleifscheibe
kleinen Durchmessers zum Finish-Schleifen des Nockenprofils,
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2 eine
Seitenansicht einer Schleifmaschine nach einer ersten Ausführungsform,
bei der die Schleifscheiben versetzt sind,
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3 eine
Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform,
bei der die Schleifscheiben aufeinander ausgerichtet und beide auf
einer Seite des Nockens angeordnet sind, und
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4 und 5 Seitenansicht
und Aufsichtsansicht einer dritten Ausführungsform, bei der die kleinere
Schleifscheibe auf der der größeren Schleifscheibe
gegenüberliegenden
Seite des Nockens angeordnet ist.
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Detaillierte
Beschreibung der Zeichnung
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Die 1A und 1B zeigen
Seitenansichten eines Nockens 10, der mit Hilfe einer großen Schleifscheibe 12 und
einer kleinen Schleifscheibe 14 geschliffen wird. Die Schleifscheiben
werden in einer horizontalen Richtung auf den Nocken zu und von
diesem weg bewegt, damit die Räder
dem Profil des Nockens einschließlich der Nockenerhebung 16 folgen
können.
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Die
große
Schleifscheibe 12 der 1 ist
so angeordnet, dass der Nocken grob auf ein modifiziertes Profil
geschliffen wird, in welchem nur gerade genügend Material für das Fertig-
oder Finish-Schleifen belassen wird. Wenn das End-Profil des Nockens zwei
konkave oder einspringende Teile 18 aufweist, die einen
Radius kleiner als den der Schleifscheibe 12 haben, kann
diese Schleifscheibe nicht in die konkaven Teile eindringen, so
dass eine größere Materialmenge
in diesen Teilen bei Durchführung
des Grob-Schleifens belassen wird.
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Der
Durchmesser der großen
Schleifscheibe 12 wird so gewählt, dass er dem größten Durchmesser
entspricht, der mit einer wirtschaftlichen Herstellung der Nocken
kompatibel ist. Im Gegensatz hierzu wird der Durchmesser der kleinen
Schleifscheibe 14 durch den minimalen Radius des konkaven
Teiles 18 des Nockenprofils bestimmt.
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2 zeigt
eine Schleifmaschine nach einer Ausführungsform der Erfindung mit
einem Schleifkopf 20, auf dem die große Schleifscheibe 12 drehbar befestigt
ist. Auf dem Schleifkopf ist schwenkbar um eine Achse parallel zur
Rotationsachse der Scheibe 12 ein Schwenkarm 22 befestigt,
an dessen äußerem Ende
die kleine Schleifscheibe 14 drehbar befestigt ist. Der
Arm 22 ist von der Schleifscheibe 12 und von einer
Abdeckung um die Schleifscheibe herum versetzt angeordnet, die kleine
Schleifscheibe 14 ist in entsprechender Weise von der Schleifscheibe 12 versetzt,
so dass ein seitlicher freier Abstand zwischen den Schleifscheiben
besteht.
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In
der abgesenkten Position des Armes 22, die in 2 dargestellt
ist, ist die Schleifscheibe 14 so angeordnet, dass sie
ein Werkstück,
z.B. einen Nocken 10, fertig schleift. Im Anschluss daran
kann der Arm 22 mit der Schleifscheibe 14 in eine
obere Parkposition geschwenkt werden, die mit gestrichelten Linien
dargestellt ist, indem ein hydraulischer Kolben 24 zurückgezogen
wird, dessen Kolbenstangenende schwenkbar mit einem oberen gekröpften Teil 22a des
Armes verbunden ist, und dessen entgegengesetztes Ende schwenkbar
mit einem entfernten Teil des Schleifkopfes 20 verbunden
ist, was nicht dargestellt ist.
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Im
Betrieb wird der grobe Schleifvorgang durchgeführt, während der Arm 22 seine
obere Position einnimmt; dabei wird der Schleifkopf aus der dargestellten
Position soweit nach vorne verschoben, bis die große Schleifscheibe 12 in
Eingriff mit dem Werkstück
oder Nocken 10 kommt. Bei einer Beendigung des Grob-Schleifvorganges
wird der Schleifkopf ausreichend weit zurückgezogen, das mit der Kolben 24 den
Arm 22 in die abgesenkte Position bringen kann, in der
die kleine Schleifscheibe 14 in der Lage ist, zur Durchführung des
Finish-Schleifvorganges mit dem Nocken in Eingriff zu kommen. Aufgrund
der Versetzung zwischen den beiden Schleifscheiben ist es erforderlich,
dass der Nocken oder der Schleifkopf seitlich so bewegt wird, dass
die kleine Schleifscheibe 14 in eine Position gebracht
wird, in der sie mit dem Nocken ausgerichtet ist.
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3 zeigt
eine Ausführungsform
der Erfindung, die eine Modifizierung der Ausführungsform ist, wie sie in
Verbindung mit 2 beschrieben ist.
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Hier
erstreckt sich das äußere Ende 22B des Armes
ausreichend weit, damit die kleine Schleifscheibe 14 vor
der großen
Schleifscheibe 12 und mit ihr ausgerichtet positioniert
werden kann. Aufgrund der Verwendung dieses langen Armes ist ein
Betrieb der Schleifmaschine ähnlich
dem oben beschriebenen gegebenen, mit der Ausnahme, dass dann, wenn die
kleine Schleifscheibe 14 für einen Finish-Schleifvorgang
abgesenkt wird, keine Notwendigkeit besteht, den Nocken 10 mit
der Schleifscheibe 12 auszurichten, da die beiden Schleifscheiben 12 und 14 bereits
in der gleichen Ebene angeordnet sind.
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In
den 4 und 5 ist eine Seitenansicht und
eine Aufsicht einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Der
Schwenkarm ist hier effektiv in zwei Hälften als ein gegabelter Arm 30 ausgebildet; die
beiden Hälften
sind zueinander so versetzt, dass jede der Schleifscheiben 12 und 14 mit
einem hinreichend großen
Abstand von den Seiten der Schleifscheiben gespreizt wird.
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Das äußere Ende 30A des
Armes 30 wird sogar weiter als das Ende 22B des
Schwenkarmes 22 der 3 verlängert, derart,
dass die kleine Schleifscheibe 14 auf der Seite des Nockens 10 entgegengesetzt
zur großen
Schleifscheibe 12 angeordnet wird. Der Abstand zwischen
den beiden Schleifscheiben muss so ausgelegt sein, dass während des Grob-Schleifens
durch die Schleifscheibe 12 die kleine Schleifscheibe 14 weit
genug von den Nocken 10 weg steht, damit sie nicht in Kontakt
mit dem Nocken kommt.
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Es
ist darauf zu verweisen, dass keiner der rotierenden Antriebe für die Schleifscheiben 12 und 14 dargestellt
ist, da solche Antriebe an sich nicht Gegenstand der Erfindung sind.
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Der
horizontale Antrieb für
den Schleifkopf 20 ist in 4 mit Ziffer 34 bezeichnet.
Obgleich ein solcher Antrieb (wie vorher) für eine Schleifkopfbewegung
für beide
Schleifscheiben verwendet werden kann, zeigt 4 auch eine
Modifikation für
den Antrieb der kleinen Schleifscheibe 14 in und außer Eingriff
mit dem Nocken 10.
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Bei
dieser Anordnung wird der Arm 30 um ein Gehäuse 32 verschwenkt,
das gleitend auf dem Schleifkopf 20 befestigt ist, und
es wird dem Gehäuse
eine Bewegung durch den Antriebsmechanismus 34 erteilt,
der an dem Schleifkopf festgelegt ist.
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Da
der Mechanismus 34 den Arm nach rechts (entsprechend der
Darstellung nach 4) bewegt, während eine Zustellbewegung
der kleinen Schleifscheibe 14 gegen den Nocken erfolgt,
wird die Stange des Kolbens 24 zurückgezogen, so dass eine Reibung
in dem Kolben keine Schwenkbewegung des Armes 30 hervorruft.
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Bei
einer Modifikation kann die Schwenkbefestigung für den Kolben 24 stattdessen
als eine Verlängerung
des Gehäuses 32 ausgebildet
sein, so dass der Kolben sich mit dem Gehäuse während der Betätigung des
Antriebsmechanismus 34 bewegt, wodurch jede Tendenz verhindert
wird, dass der Arm 30 während
einer solchen Betätigung
verschwenkt wird.
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Wenn
ein Grobschleifvorgang beendet wird, bevor der Schleifkopf 20 zurückgezogen
wird und die große
Schleifscheibe 12 von dem Nocken 10 trennt, beginnt
im Betrieb der Antriebsmechanismus 34, die kleine Schleifscheibe 14 in
Eingriff mit dem Nocken für
einen Finish-Schleifvorgang zu bringen. Wenn der Finish-Schleifvorgang
abgeschlossen ist, zieht der Kolben 24 den Arm 30 und
die Schleifscheibe 14 zurück, damit der Nocken entfernt
und durch ein anderes Werkstück
oder einen zu schleifenden Nocken ersetzt werden kann.